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MapReduce 1（MRv1）中map slot与reduce slot的固定划分机制
在Hadoop MapReduce 1（MRv1）中，资源管理采用静态分配的方式，map slot和reduce slot的数量在集群启动时预先配置，且无法动态调整。以下是具体划分方式及其背后的设计逻辑：
一、核心架构与角色
MRv1的资源管理由两个核心组件实现：
- JobTracker
- 负责作业调度（将任务分配给TaskTracker）和资源监控。
- 全局管理所有作业的map和reduce任务。
- TaskTracker
- 每个节点（DataNode）上运行的守护进程。
- 根据配置的slot数量，向JobTracker汇报可用资源（空闲的map slot和reduce slot）。
- 执行具体的map或reduce任务。
二、slot的静态配置
每个TaskTracker节点上的map slot和reduce slot数量通过以下参数固定设定：
- map slot数量：
由mapred.tasktracker.map.tasks.maximum参数控制（默认值2）。
例如，若集群有100个节点，则总map slot数为100 × 2 = 200。 - reduce slot数量：
由mapred.tasktracker.reduce.tasks.maximum参数控制（默认值2）。
总reduce slot数为100 × 2 = 200。
配置文件示例（mapred-site.xml）：
<property><name>mapred.tasktracker.map.tasks.maximum</name><value>2</value>
</property>
<property><name>mapred.tasktracker.reduce.tasks.maximum</name><value>2</value>
</property>
三、slot的资源分配逻辑
-
资源单位固定
- 每个slot对应固定的资源（如内存、CPU），例如：
- 每个map slot分配1个CPU核心和2GB内存；
- 每个reduce slot分配1个CPU核心和4GB内存。
- 问题：资源分配无法根据任务实际需求动态调整，导致资源浪费或不足。
- 每个slot对应固定的资源（如内存、CPU），例如：
-
slot类型隔离
- map slot只能运行map任务，reduce slot只能运行reduce任务。
- 问题：若map slot空闲但reduce slot不足（或反之），资源无法共享，利用率低下。
-
任务调度流程
- JobTracker根据作业需求，向TaskTracker请求空闲的map slot。
- map任务完成后，释放map slot，JobTracker再分配reduce任务到reduce slot。
- 若slot不足，任务需等待其他任务完成释放资源。
四、固定划分的优缺点
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 实现简单，资源管理复杂度低。 | 资源利用率低（map/reduce slot无法复用）。 |
| 避免资源竞争，稳定性较高。 | 无法应对动态负载（如突发大量map任务）。 |
| 易于预估集群容量。 | 配置需人工调整，灵活性差。 |
五、与YARN的对比
在YARN（Hadoop 2.x+）中，资源管理改进为动态分配：
- 资源单位：
- 使用**容器（Container）**作为通用资源单位，不再区分map和reduce。
- 容器资源（CPU、内存）按需申请，例如一个任务可申请2个CPU和4GB内存。
- 灵活性：
- 资源按应用需求动态分配，避免slot类型隔离的问题。
- 支持多种计算框架（如Spark、Flink）共享集群资源。
六、实际场景示例
假设一个MRv1集群配置如下：
- 节点数：10台
- 每节点map slot数：4
- 每节点reduce slot数：2
资源总量：
- map slot总数：
10 × 4 = 40 - reduce slot总数：
10 × 2 = 20
作业执行：
- 提交一个需要30个map任务和15个reduce任务的作业。
- JobTracker分配30个map slot（需占用30/40资源）和15个reduce slot（15/20资源）。
- 若此时另一个作业需要20个map任务，则需等待前一个作业释放map slot。
七、总结
MRv1通过静态划分map slot和reduce slot简化了资源管理，但牺牲了灵活性和资源利用率。这种设计适合早期批处理场景，但在复杂或多变的工作负载下显得力不从心。YARN的动态资源管理（容器化）正是为了解决这些问题而引入，成为现代大数据生态的基石。理解MRv1的slot机制，有助于更好地体会Hadoop架构的演进历程。